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Polarização: lei de Malus e ângulo de Brewster

Informe a intensidade, o tipo de luz e o ângulo entre os eixos, e os índices de refração: veja a intensidade após o polarizador e o analisador e o ângulo de Brewster.

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Entrada

Luz incidente

A luz natural passa primeiro por um polarizador ideal.

Em qualquer unidade de intensidade.

Entre a polarização da luz (ou o 1º polarizador) e o eixo do analisador.

Valor típico, confira o do seu meio: ar 1,00029 e água 1,33.

Valor típico, confira o do seu material: vidro crown 1,52; varia com o tipo de vidro.

Resultado

O resultado aparece aqui.

Malus e Brewster

lei de Malus: I = I₀ × cos²θ | luz natural: I = (I₀ ÷ 2) × cos²θ

ângulo de Brewster: tan θB = n₂ ÷ n₁ (medido a partir da normal)

Um polarizador ideal deixa passar a componente da luz paralela ao seu eixo. Se a luz já é polarizada, a intensidade cai com o quadrado do cosseno do ângulo θ entre a polarização e o eixo. A luz natural perde metade da intensidade no primeiro polarizador ideal. No ângulo de Brewster, a luz refletida numa superfície sai polarizada.

Luz polarizada e luz natural em números

Luz polarizada de intensidade 100 atravessando um analisador a 30° sai com 75, ou 75% da inicial. Luz natural de 100, após o primeiro polarizador, vale 50; um segundo a 60° deixa 12,5. Com os eixos cruzados a 90°, não passa luz: 0.

No ar, o ângulo de Brewster para a água, de índice 1,33, é de 53,05°; para o vidro crown, de índice 1,52, de 56,65°. De dentro da água para o vidro, é de 48,81°.

LuzÂnguloIntensidade finalFração da inicial
Polarizada30°7575%
Natural60°12,512,5%
Polarizada90°00%

Valores e limites

  • Os índices de refração são valores típicos e editáveis: ar 1,00029, água 1,33 e vidro crown 1,52; o vidro varia de cerca de 1,45 a 1,9 conforme o tipo e o comprimento de onda.
  • A conta supõe polarizadores ideais, sem perda além da projeção. Polarizadores reais deixam passar menos.
  • O ângulo de Brewster vale para luz polarizada no plano de incidência e é medido a partir da normal à superfície.

Perguntas frequentes

Como calcular com a lei de Malus?

Use I = I₀ × cos²θ. Luz polarizada de 100 passando por um analisador a 30° sai com 75.

Como calcular o ângulo de Brewster?

Use tan θB = n₂ ÷ n₁, a partir da normal. Do ar para a água, de índice 1,33, θB é de 53,05°.

O que acontece com luz natural em dois polarizadores?

O primeiro deixa metade da intensidade, I₀ ÷ 2, e o segundo aplica cos²θ. Com I₀ de 100 e θ de 60°, sobram 12,5.